在电弧焊过程中，液态金属、熔渣和气体三者相互作用，是金属再冶炼的过程。但由于焊接条件的特殊性，焊接化学冶金过程又有着与一般冶炼过程不同的特点。

近几年，随着央企自主创新能力不断提高，重大创新成果竞相涌现，成为创新型国家建设的主力军。放眼管道业内，自动焊“3.0时代”也慢慢拉开了序幕。中国石油管道局对自主研发的投入力度一直很大，多年耕耘，走出了一条自主创新之路。

在大型铝合金航天器结构中，存在大量复杂形式的焊缝，如球形、圆柱形、圆台壳体与圆形、异形法兰形成的相贯线等。载人飞船、目标飞行器、军用卫星、月球探测飞行器等舱体结构都不同程度地涉及到这类形式焊缝的焊接问题。

在当今的经济中，能够反复生产高质量的产品可以决定公司在制造业中的成功。例如，由于焊接质量差而必须报废产品，这会浪费大量时间和金钱。召回产品的成本可能更高，并且可能损害公司的声誉。

数十年来，工业制造作为一个部门，一直是机器人技术和其他新型技术改进的早期使用者。对于大型且通常高度重复的制造过程，机器人技术已成为提高生产效率的最佳选择之一。但是，大量生产少量低混合产品的时代即将结束，工业制造即将迎来产品个性化生产需求，未来生产要求更高，生产过程更灵活，浪费更少。

机械臂是制造业中最常见的机器人之一。在大多数情况下，机械臂都是可编程的，可用于执行特定任务，通常用于制造、制造和工业应用。

铝已经在汽车中使用了数十年，自1970年代以来，铝的使用量逐年增加。与钢相比，铝的挑战是高导热性、氧化物的熔点和氢的溶解度。低密度、高强度铝合金是当今使用最广泛的轻质金属之一。在铝合金中，由于凝固动力学而发生所谓的热裂纹。此外，铝合金的高热导率要求高的热输入，这又要求所使用的焊接设备具有高等级。焊接铝合金具有挑战性。

焊接机器人使用激光焊缝跟踪传感器在全自动过程中生成最佳焊缝。在焊接过程中，机器人会使用强大的激光焊缝跟踪传感器提供的精确测量值。传感器可以在执行之前预先计算焊接过程。

Tractica的一份报告显示，全球3D成像传感器和硬件子系统市场将从2017年的82亿美元增长到2025年的579亿美元，复合年增长率为28％。

视觉传感器是一个独立的设备，在一个紧凑的单元中包括视觉照明、镜头和摄像头。视觉传感器可提供多种镜头和照明选项，以一种简单的设备即可满足多种应用。 

直缝管焊接设备由于下料板材偏差、板材窜动偏差的影响，焊缝位置会不断发生变化。现在采用的是人眼观察，手动调整偏差的工作方式。人工调整存在以下问题

随着石油化工、管道建设行业的发展，直缝钢管得到了广泛的应用。直缝焊管实际生产中采用人工手动进行焊缝跟踪控制，很难避免因为焊偏造成的焊缝开缝及管体裂开情况的出现，焊接生产速度也很难提高，因此，在直缝焊管焊接过程总实现焊缝自动跟踪控制十分必要。